1980年に発見された時にはアクティブな銀河系とは認識されておらず。40年で宇宙最大のクエーサーとして認定された。降着円盤の直径が7光年で毎日太陽1個分の物質を飲み込んでる大食漢。以下、機械翻訳。
最も明るく、最も速く成長する：天文学者が記録破りのクエーサーを特定
2024年 2月19日
暗い背景の上に、大きなガス状の円盤が画像の左側を覆っています。その中心には、非常に明るい青白い光に囲まれた黒い球があります。ぼんやりとしたガスの線がその周りに渦巻き、中心から離れるにつれて黄色からオレンジ色、濃いオレンジ色、そして赤へと変化します。右側の背景には、たくさんの星といくつかの青みがかった星雲があります。
ヨーロッパ南天天文台 (ESO) の超大型望遠鏡 (VLT) を使用して、天文学者たちは明るいクェーサーの特性を調べ、それがその種類の中で最も明るいだけでなく、これまでに観察された中で最も明るい天体であることを発見しました。クエーサーは遠方の銀河の明るい核であり、超大質量ブラックホールによって駆動されています。この記録破りのクエーサーのブラック ホールは、1日あたり太陽 1個分に相当する質量で成長しており、これまでで最も急速に成長しているブラック ホールとなっています。
クエーサーに動力を供給するブラック ホールは、非常にエネルギーの高いプロセスで周囲から物質を収集し、膨大な量の光を放射します。クエーサーは空で最も明るい天体の一部であるため、遠く離れた天体でも地球から見ることができます。一般に、最も明るいクエーサーは、最も急速に成長している超大質量ブラック ホールを示します。
「私たちは、これまで知られている中で最も急速に成長しているブラックホールを発見しました。太陽の質量は170億個あり、1日に太陽1個強を食べます。これにより、それは既知の宇宙で最も明るい天体になります」と、オーストラリア国立大学 (ANU) の天文学者であり、本日Nature Astronomy に掲載された研究の筆頭著者であるクリスチャン・ウルフ氏は述べています。 J0529-4351と呼ばれるクエーサーは地球から非常に遠く離れているため、その光が私たちに届くまでに120億年以上かかりました。
円盤の形でこのブラック ホールに引き込まれている物質は非常に多くのエネルギーを放出するため、J0529-4351 は太陽の500兆倍以上の明るさを誇ります[1]。 「この光はすべて、直径が7光年ある熱い降着円盤から来ています。これは宇宙最大の降着円盤に違いありません」とANU 博士課程の学生で共著者のサミュエル・ライ氏は言います。7光年は太陽から海王星の軌道までの距離の約15,000倍。
そして驚くべきことに、この記録破りのクエーサーは目に見えないところに隠れていました。 「それほど印象的ではないクェーサーがすでに100万個存在していることがわかっている今日まで、それが知られていなかったのは驚くべきことです。これまで文字通り私たちを見つめてきました」と共著者でANUの天文学者クリストファー・オンケンは言う。同氏は、この天体は1980年に遡るESOシュミット南空調査の画像に現れたが、数十年後までクエーサーとして認識されなかったと付け加えた。
クエーサーを見つけるには、空の広範囲からの正確な観測データが必要です。結果として得られるデータセットは非常に大きいため、研究者は機械学習モデルを使用してデータセットを分析し、クエーサーを他の天体と区別することがよくあります。ただし、これらのモデルは既存のデータに基づいてトレーニングされるため、潜在的な候補は既知のものと同様のオブジェクトに限定されます。新しいクエーサーが以前に観察された他のクエーサーよりも明るい場合、プログラムはそれを拒否し、代わりに地球からそれほど遠くない星として分類する可能性があります。
欧州宇宙機関のガイア衛星からのデータの自動分析では、J0529-4351はクェーサーであるには明るすぎるため、代わりに星であることが示唆されました。研究者らは昨年、オーストラリアのサイディング・スプリング天文台にあるANU 2.3メートル望遠鏡からの観測を利用して、これが遠方のクェーサーであることを特定した。しかし、これがこれまでに観測された中で最も明るいクェーサーであることを発見するには、より大型の望遠鏡と、より正確な機器による測定が必要でした。チリのアタカマ砂漠にあるESOのVLTにあるXシューター分光器は、重要なデータを提供しました。
これまで観測された中で最も急速に成長しているブラックホールは、地球から遠く離れたブラックホールを含むブラックホールの質量を正確に測定するように設計されたESO の VLT 干渉計 ( VLTI ) の GRAVITY+ アップグレードの完璧なターゲットでもあります。さらに、チリのアタカマ砂漠に建設中のESOの超大型望遠鏡（ELT）、直径39メートルの望遠鏡により、このようなとらえどころのない天体の識別と特徴付けがさらに実現可能になります。
遠く離れた超大質量ブラックホールを見つけて研究すれば、ブラックホールとそのホスト銀河がどのように形成され進化したかなど、初期宇宙の謎の一部が解明される可能性がある。しかし、ウルフが彼らを探す理由はそれだけではありません。「個人的には、単純に追いかけるのが好きなんです」と彼は言う。 「毎日数分間、宝探しをして子供の頃に戻った気分になれます。今では、それ以来学んだことをすべてテーブルに持ち込んでいます。」
ノート
[1] 数年前、NASA と欧州宇宙機関は、ハッブル宇宙望遠鏡が太陽600兆個と同じくらい明るいクエーサー J043947.08+163415.7 を発見したと報告しました。しかし、そのクエーサーの明るさは、私たちと遠くのクェーサーの間にある「レンズ効果」銀河によって増幅されました。 J043947.08+163415.7 の実際の明るさは、太陽約11兆個に相当すると推定されます(1兆は 100万、つまり 1 000 000 000 000 または 10の12乗つまり１T（テラ） )。
詳しくは
この研究は、 Nature Astronomyに掲載される「170億太陽質量ブラックホールによる 1日当たりの太陽質量の降着」というタイトルの論文で発表されました(doi:10.1038/s41550-024-02195-x)。
チームは、Christian Wolf (オーストラリア国立大学天文学・天体物理学研究科、オーストラリア [ANU] およびオーストラリア国立大学重力天体物理学センター [CGA])、Samuel Lai (ANU)、Christopher A. Onken ( ANU)、Neelesh Amrutha (ANU)、Fuyan Bian (ヨーロッパ南天天文台、チリ)、Wei Jeat Hon (メルボルン大学物理学部、オーストラリア [メルボルン])、Patrick Tisserand (ソルボンヌ大学、CNRS、UMR 7095、研究所) Astrophysique de Paris、フランス）、Rachel L. Webster（メルボルン）。
ヨーロッパ南天天文台 (ESO) は、世界中の科学者が万人の利益のために宇宙の秘密を発見できるようにします。私たちは、天文学者が刺激的な問題に取り組み、天文学の魅力を広めるために使用する世界クラスの天文台を地上で設計、建設、運営し、天文学のための国際協力を推進しています。 1962 年に政府間組織として設立され、現在 ESO は 16 の加盟国 (オーストリア、ベルギー、チェコ共和国、デンマーク、フランス、フィンランド、ドイツ、アイルランド、イタリア、オランダ、ポーランド、ポルトガル、スペイン、スウェーデン、スイス、英国）、開催国のチリ、そして戦略的パートナーとしてのオーストラリアと協力します。 ESO の本部とそのビジター センターおよびプラネタリウムである ESO スーパーノヴァは、ドイツのミュンヘンの近くにあり、空を観察するための独特の条件を備えた素晴らしい場所であるチリのアタカマ砂漠には、私たちの望遠鏡があります。 ESO は、ラ シラ、パラナル、チャナントールの 3 つの観測サイトを運営しています。 Paranal では、ESO は超大型望遠鏡とその超大型望遠鏡干渉計、さらに VISTA などの測量望遠鏡を運用しています。またパラナルでは、ESOは世界最大かつ最も感度の高いガンマ線天文台であるチェレンコフ望遠鏡アレイ南をホストし、運営します。 ESO は国際的なパートナーと協力して、ミリメートルおよびサブミリメートルの範囲で空を観測する施設であるチャナントールでアルマ望遠鏡を運営しています。パラナル近くのセロ アルマゾネスで、私たちは「空にある世界最大の目」である ESO の超大型望遠鏡を建設しています。私たちはチリのサンティアゴにあるオフィスから国内での事業をサポートし、チリのパートナーや社会と関わります。
リンク
研究論文
VLTの写真
ESO の超大型望遠鏡について詳しくは、専用 Web サイトとプレスキットをご覧ください。
Supernovae give rise to black holes or neutron stars | ESOcast Light
最も明るく、最も速く成長する：天文学者が記録破りのクエーサーを特定
2024年 2月19日
暗い背景の上に、大きなガス状の円盤が画像の左側を覆っています。その中心には、非常に明るい青白い光に囲まれた黒い球があります。ぼんやりとしたガスの線がその周りに渦巻き、中心から離れるにつれて黄色からオレンジ色、濃いオレンジ色、そして赤へと変化します。右側の背景には、たくさんの星といくつかの青みがかった星雲があります。
ヨーロッパ南天天文台 (ESO) の超大型望遠鏡 (VLT) を使用して、天文学者たちは明るいクェーサーの特性を調べ、それがその種類の中で最も明るいだけでなく、これまでに観察された中で最も明るい天体であることを発見しました。クエーサーは遠方の銀河の明るい核であり、超大質量ブラックホールによって駆動されています。この記録破りのクエーサーのブラック ホールは、1日あたり太陽 1個分に相当する質量で成長しており、これまでで最も急速に成長しているブラック ホールとなっています。
クエーサーに動力を供給するブラック ホールは、非常にエネルギーの高いプロセスで周囲から物質を収集し、膨大な量の光を放射します。クエーサーは空で最も明るい天体の一部であるため、遠く離れた天体でも地球から見ることができます。一般に、最も明るいクエーサーは、最も急速に成長している超大質量ブラック ホールを示します。
「私たちは、これまで知られている中で最も急速に成長しているブラックホールを発見しました。太陽の質量は170億個あり、1日に太陽1個強を食べます。これにより、それは既知の宇宙で最も明るい天体になります」と、オーストラリア国立大学 (ANU) の天文学者であり、本日Nature Astronomy に掲載された研究の筆頭著者であるクリスチャン・ウルフ氏は述べています。 J0529-4351と呼ばれるクエーサーは地球から非常に遠く離れているため、その光が私たちに届くまでに120億年以上かかりました。
円盤の形でこのブラック ホールに引き込まれている物質は非常に多くのエネルギーを放出するため、J0529-4351 は太陽の500兆倍以上の明るさを誇ります[1]。 「この光はすべて、直径が7光年ある熱い降着円盤から来ています。これは宇宙最大の降着円盤に違いありません」とANU 博士課程の学生で共著者のサミュエル・ライ氏は言います。7光年は太陽から海王星の軌道までの距離の約15,000倍。
そして驚くべきことに、この記録破りのクエーサーは目に見えないところに隠れていました。 「それほど印象的ではないクェーサーがすでに100万個存在していることがわかっている今日まで、それが知られていなかったのは驚くべきことです。これまで文字通り私たちを見つめてきました」と共著者でANUの天文学者クリストファー・オンケンは言う。同氏は、この天体は1980年に遡るESOシュミット南空調査の画像に現れたが、数十年後までクエーサーとして認識されなかったと付け加えた。
クエーサーを見つけるには、空の広範囲からの正確な観測データが必要です。結果として得られるデータセットは非常に大きいため、研究者は機械学習モデルを使用してデータセットを分析し、クエーサーを他の天体と区別することがよくあります。ただし、これらのモデルは既存のデータに基づいてトレーニングされるため、潜在的な候補は既知のものと同様のオブジェクトに限定されます。新しいクエーサーが以前に観察された他のクエーサーよりも明るい場合、プログラムはそれを拒否し、代わりに地球からそれほど遠くない星として分類する可能性があります。
欧州宇宙機関のガイア衛星からのデータの自動分析では、J0529-4351はクェーサーであるには明るすぎるため、代わりに星であることが示唆されました。研究者らは昨年、オーストラリアのサイディング・スプリング天文台にあるANU 2.3メートル望遠鏡からの観測を利用して、これが遠方のクェーサーであることを特定した。しかし、これがこれまでに観測された中で最も明るいクェーサーであることを発見するには、より大型の望遠鏡と、より正確な機器による測定が必要でした。チリのアタカマ砂漠にあるESOのVLTにあるXシューター分光器は、重要なデータを提供しました。
これまで観測された中で最も急速に成長しているブラックホールは、地球から遠く離れたブラックホールを含むブラックホールの質量を正確に測定するように設計されたESO の VLT 干渉計 ( VLTI ) の GRAVITY+ アップグレードの完璧なターゲットでもあります。さらに、チリのアタカマ砂漠に建設中のESOの超大型望遠鏡（ELT）、直径39メートルの望遠鏡により、このようなとらえどころのない天体の識別と特徴付けがさらに実現可能になります。
遠く離れた超大質量ブラックホールを見つけて研究すれば、ブラックホールとそのホスト銀河がどのように形成され進化したかなど、初期宇宙の謎の一部が解明される可能性がある。しかし、ウルフが彼らを探す理由はそれだけではありません。「個人的には、単純に追いかけるのが好きなんです」と彼は言う。 「毎日数分間、宝探しをして子供の頃に戻った気分になれます。今では、それ以来学んだことをすべてテーブルに持ち込んでいます。」
ノート
[1] 数年前、NASA と欧州宇宙機関は、ハッブル宇宙望遠鏡が太陽600兆個と同じくらい明るいクエーサー J043947.08+163415.7 を発見したと報告しました。しかし、そのクエーサーの明るさは、私たちと遠くのクェーサーの間にある「レンズ効果」銀河によって増幅されました。 J043947.08+163415.7 の実際の明るさは、太陽約11兆個に相当すると推定されます(1兆は 100万、つまり 1 000 000 000 000 または 10の12乗つまり１T（テラ） )。
詳しくは
この研究は、 Nature Astronomyに掲載される「170億太陽質量ブラックホールによる 1日当たりの太陽質量の降着」というタイトルの論文で発表されました(doi:10.1038/s41550-024-02195-x)。
チームは、Christian Wolf (オーストラリア国立大学天文学・天体物理学研究科、オーストラリア [ANU] およびオーストラリア国立大学重力天体物理学センター [CGA])、Samuel Lai (ANU)、Christopher A. Onken ( ANU)、Neelesh Amrutha (ANU)、Fuyan Bian (ヨーロッパ南天天文台、チリ)、Wei Jeat Hon (メルボルン大学物理学部、オーストラリア [メルボルン])、Patrick Tisserand (ソルボンヌ大学、CNRS、UMR 7095、研究所) Astrophysique de Paris、フランス）、Rachel L. Webster（メルボルン）。
ヨーロッパ南天天文台 (ESO) は、世界中の科学者が万人の利益のために宇宙の秘密を発見できるようにします。私たちは、天文学者が刺激的な問題に取り組み、天文学の魅力を広めるために使用する世界クラスの天文台を地上で設計、建設、運営し、天文学のための国際協力を推進しています。 1962 年に政府間組織として設立され、現在 ESO は 16 の加盟国 (オーストリア、ベルギー、チェコ共和国、デンマーク、フランス、フィンランド、ドイツ、アイルランド、イタリア、オランダ、ポーランド、ポルトガル、スペイン、スウェーデン、スイス、英国）、開催国のチリ、そして戦略的パートナーとしてのオーストラリアと協力します。 ESO の本部とそのビジター センターおよびプラネタリウムである ESO スーパーノヴァは、ドイツのミュンヘンの近くにあり、空を観察するための独特の条件を備えた素晴らしい場所であるチリのアタカマ砂漠には、私たちの望遠鏡があります。 ESO は、ラ シラ、パラナル、チャナントールの 3 つの観測サイトを運営しています。 Paranal では、ESO は超大型望遠鏡とその超大型望遠鏡干渉計、さらに VISTA などの測量望遠鏡を運用しています。またパラナルでは、ESOは世界最大かつ最も感度の高いガンマ線天文台であるチェレンコフ望遠鏡アレイ南をホストし、運営します。 ESO は国際的なパートナーと協力して、ミリメートルおよびサブミリメートルの範囲で空を観測する施設であるチャナントールでアルマ望遠鏡を運営しています。パラナル近くのセロ アルマゾネスで、私たちは「空にある世界最大の目」である ESO の超大型望遠鏡を建設しています。私たちはチリのサンティアゴにあるオフィスから国内での事業をサポートし、チリのパートナーや社会と関わります。
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